Gelişmekte olan ülkelerde, yetersiz ağız hijyen motivasyonu, bilinçsiz beslenme alışkanlıkları ve koruyucu tedaviler için geç kalınması çürük insidansını arttırmaktadır. Bu sebeplerle restoratif diş tedavileri sıklıkla uygulanmaktadır (1,2). Çocuklara uygulanan restoratif materyaller çocukların yaşı ve davranış özelliklerinin yanı sıra süt dişlerinin kendisine özgü morfolojik ve histolojik yapısal özellikleri nedeniyle de sürekli dişlerden farklılık gösterir. Süt dişi restorasyonları için tarihsel gelişim sürecinde amalgamla başlayan arayışlar, günümüzde minimal invaziv diş hekimliğine ilginin artmasıyla; adeziv özelliklere sahip, estetik, Flor salımı yapan, mekanik ve estetik özellikleri yüksek materyaller üzerinde yoğunlaşmıştır. Bu restoratif materyallerden güncel olarak en sık kullanılanları cam iyonomer içerikli restorasyonlar, kompomerler ve kompozitlerdir (3-5).

Rezin içerikli restoratif materyallerin polimerizasyonu sırasında monomerlerin karbon-karbon çift bağları reaksiyona girerek polimer zincirine katılırlar. Monomerler polimer yapısına katıldıkça viskozite artar, oluşan jel yapı molekülün mobilitesini azaltır ve monomerlerin polimerizasyon alanına difüzyonları yavaşlar. Bu durum sonucunda monomerlerin reaksiyona katılım miktarı başlangıç anına göre azalır ve bütün çift bağlar reaksiyona girmeden polimerizasyon durur. Geride reaksiyona giremeyen bir miktar artık monomer kalır. Polimerler çözünürlükleri az ve mekanik olarak dayanıklı oldukları için toksik etkileri yoktur, ancak polimerize olamamış artık monomerlerin oral mukozadan absorbsiyon, dentin tübülleri aracılığıyla pulpaya difüzyon veya gastrointestinal sistem aracılığı ile dolaşıma katılarak vücuda alındığı bilinmektedir. Rezin içerikli restoratif materyallerin polimerizasyona katılmayan artık monomerlerinin farklı hücre türleri üzerine hem sitotoksik, hem de genotoksik etkileri olduğu gösterilmiştir (6-9) Artık monomerlerin sitotoksik özelliklerine ek olarak restoratif materyalin flor içeriği de sitotoksisitesini etkileye bilir. Yapılan çalışmalarda flor içeren rezin restoratif materyallerin  sitotoksik özelliklerinin içermeyenlere oranla önemli ölçüde yüksek olduğu vurgulanmıştır (10-12).  Bu kapsamda çalışmamızda Flor içeren üç farklı restoratif materyalin yanı sıra bir adet geleneksel kompozitin de insan bronşiyal epitel hücreleri üzerine  sitotoksik etkilerinin belirlenmesi amaçlanmıştır.

Kompozit rezinlerin bitirme ve polisaj işlemleri sırasında akciğerlerin derinlerine kadar penetre olabilecek boyutlarda (<5 µm) toz partiküller ortaya çıkar. Monomer tozu solunum sistemi için zararlıdır ve tekrarlayan soluma sonucunda akciğer hasarı ve santral sinir sistemi rahatsızlıkları ortaya çıkabilir. Bitirme ve polisaj işlemleri sırasında ortaya çıkan tozun solunum hücrelerinde neden olacağı toksik etkiyi araştıran az sayıda çalışma vardır. Nano boyuttaki partiküllerin solunmasının trakeada ve bronşiyal epitelde silia kaybı, peribronşiyal lenf foliküllerinde hiperplazi ve solunum kapillerlerinde hiperemi gibi patolojik değişikliklerin yanı sıra, akciğerlerde sitotoksisiteye ve buna bağlı enflamatuvar cevaba da neden olabileceği gösterilmiştir. Van Landuyt ve ark. (13) kompozit tozunun alveolar makrofajlar üzerindeki sitotoksik etkilerini inceledikleri çalışmalarında bu hücrelerin çoğunun partikülü fagosite edebildiğini, sitotoksik ve enflamatuvar etkilerin doza bağımlı olarak arttığını tespit etmişlerdir. Cokic ve ark.’nın (14) çalışmasında; erişkin hastalarda kullanılan beş çeşit kompozitin (bir nano-kompozit, iki nanohibrid kompozit ve iki hibrid kompozit) bitirme ve polisaj işlemlerinden çıkacak toz partikülleri simüle edilerek, bronşiyal epitel hücreleri üzerindeki sitotoksik etkileri araştırılmıştır. İki farklı konsantrasyonda kompozit tozunun (1.1 ve 3.3 µg/mL) sitotoksik değerleri 24 saat sonunda WST-1 ve LDH leakage testleri ile değerlendirilmiş ve enflamasyonun tespiti için IL-1β ve IL-6 salınım oranları ölçülmüştür. Çalışma sonunda düşük konsantrasyonlarda epitel membranında herhangi bir hasara ya da IL-1β salınımına rastlanmazken, yüksek konsantrasyonlarda metabolik aktivitenin ve hücrelerden IL-6 salınımının düştüğü tespit edilmiştir. Metilmetakrilat içerikli ürünlerin dokuda oksidatif strese neden olarak hücre ölümüne yol açtığı bilinmektedir (15). Cokic ve ark.’nın 2020 yılında yayınladıkları çalışmada 4µm’den daha küçük boyuttaki kompozit rezin tozlarının (Filtek Supreme XTE, Grandio, Transbond XT) bronşiyal epitel hücrelerine sitotoksik etkilerinin yanı sıra, DNA hasarına da yol açtığı gösterilmiş ve partikül boyutu ile birlikte doldurucu içeriğinin de sitotoksik cevapta etkilerde önemi olduğunu vurgulanmıştır (16). Çalışmamızda mevcut literatürden farklı olarak ilk defa pediatrik restoratif materyallerin insan  akciğer epitel hücresi üzerine toksik etkileri değerlendirilecektir.  Pediatrik restoratif materyallerin, erişkin restoratif materyallerinden temel farklılıkları Flor içerikleridir. Bu proje için seçilen pediatrik restoratif  materyallerin  örneklem çeşitliliğini arttırmak amacıyla farklı kimyasal yapılarda olmasına özen gösterilmiştir.

Çocuk yaş grubunda üst ve alt solunum yollarının boyutu küçüktür ve solunum kas sisteminin daha az etkinlikte çalıştığı bilinmektedir. Yaşa bağlı farklılıklar, özellikle toksik ajanlara karşı nötrofil yanıtını etkilemektedir. Bu belirteçlerin seviyeleri çocuklarda yetişkinlere kıyasla önemli oranda düşüktür. Hayvan çalışmaları, akciğere nötrofil girişinin ve buna eşlik eden enflamatuvar aracı tepkinin, yenidoğan ve genç hayvanlarda yetişkin ve yaşlı hayvanlara kıyasla daha düşük olduğunu göstermiştir (17-19). Bu nedenlerle pediatrik hastaların akciğerleri sitotoksik ve genotoksik ajanlara karşı daha duyarlıdır.  Ancak literatürde pediatrik restoratif materyal tozlarının solunum yolları üzerine sitotoksik ve/veya DNA yapısı üzerine etkilerinin incelendiği bir çalışmaya rastlanmamıştır. Benzer şekilde insan bronşiyal epitel hücrelerinin pediatrik restoratif materyal tozlarına karşı enflamatuvar yanıtı da bilinmemektedir.

Çalışmamızda 4 farklı pediatrik materyalin restoratif bitirme ve polisaj işlemleri sırasında ortaya çıkan tozlarının (1’er adet hibrit cam iyonomer, rezin modifiye cam iyonomer, kompomer ve kompozit; bknz. Tablo 1) solunum yolları üzerine sitotoksik  etkileri incelenerek literatürdeki bu açığın giderilmesi amaçlanmıştır. Bu amaçla pediatrik restoratif materyallerin polisaj işlemlerinden çıkacak toz partikülleri simüle edilerek, insan bronşiyal epitel hücreleri bu materyallerin <4 µm’den küçük tozları ile literatürde erişkin restoratif materyal tozları için toksik olduğu belirlenen farklı dozlarda (3-400 µg/ml) kültüre edilecektir. Partikül boyutları, partiküllerin elementel analizleri geçirmeli elektron mikroskop görüntüleriyle doğrulanacaktır. Hücre çoğalması ve canlılık oranları otomatize bir cihazla tripan mavisi yöntemiyle (sitotoksite deneyleri), DNA kırıkları TUNEL yöntemiyle ve enflamasyon düzeyleri ELISA yöntemiyle tespit edilecektir.